DE102023106823A1

DE102023106823A1 - METHOD FOR MOUNTING TRACTION BATTERY PACKS INCLUDING CELL-TO-PACK BATTERY SYSTEMS

Info

Publication number: DE102023106823A1
Application number: DE102023106823.7A
Authority: DE
Inventors: Patrick Daniel Maguire; Che-Chun CHANG; Marc Dugas
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2022-03-23
Filing date: 2023-03-17
Publication date: 2023-09-28
Also published as: US20230307763A1

Abstract

Es werden Herstellungsprozesse zum Montieren von Traktionsbatteriepacks, die Cell-To-Pack-Batteriesysteme beinhalten, offenbart. Ein beispielhaftes Montageverfahren beinhaltet Einführen einer Zellenmatrix des Cell-to-Pack-Batteriesystems in eine Zellenkompressionsöffnung einer Gehäuseschale unter Verwendung eines Ansatzes von oben nach unten. Das Verfahren kann Komprimieren einer Vielzahl von Zellenstapeln auf eine gewünschte Länge, Komprimieren der Zellenstapel zusammen in einer Querrichtung, um die Zellenmatrix zu bilden, und dann Installieren der Zellenmatrix als eine einzelne Einheit in die Zellenkompressionsöffnung der Gehäuseschale beinhalten.Manufacturing processes for assembling traction battery packs that include cell-to-pack battery systems are disclosed. An example assembly method includes inserting a cell matrix of the cell-to-pack battery system into a cell compression opening of a housing shell using a top-down approach. The method may include compressing a plurality of cell stacks to a desired length, compressing the cell stacks together in a transverse direction to form the cell matrix, and then installing the cell matrix as a single unit into the cell compression opening of the housing shell.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGENCROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS

Diese Offenbarung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 63/322 766 , die am 23. März 2022 eingereicht wurde und durch Bezugnahme in diese Schrift aufgenommen ist.This revelation claims preliminary priority US Application No. 63/322,766 , which was filed on March 23, 2022 and is incorporated herein by reference.

GEBIET DER TECHNIKFIELD OF TECHNOLOGY

Diese Offenbarung betrifft im Allgemeinen Traktionsbatteriepacks und im Besonderen Verfahren zum Montieren von Traktionsbatteriepacks, die Cell-to-Pack-Batteriesysteme beinhalten.This disclosure relates generally to traction battery packs and more particularly to methods of assembling traction battery packs that include cell-to-pack battery systems.

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIKGENERAL STATE OF THE ART

Elektrifizierte Fahrzeuge unterscheiden sich von herkömmlichen Kraftfahrzeugen, da elektrifizierte Fahrzeuge einen Antriebsstrang beinhalten, der eine oder mehrere elektrische Maschinen aufweist. Die elektrischen Maschinen können die elektrifizierten Fahrzeuge anstelle von oder zusätzlich zu einer Brennkraftmaschine antreiben. Ein Traktionsbatteriepack kann die elektrischen Maschinen und andere elektrische Verbraucher des Fahrzeugs mit Leistung versorgen.Electrified vehicles differ from conventional motor vehicles because electrified vehicles include a powertrain that includes one or more electric machines. The electric machines can drive the electrified vehicles instead of or in addition to an internal combustion engine. A traction battery pack can supply power to the vehicle's electrical machines and other electrical consumers.

Herkömmliche Traktionsbatteriepacks beinhalten Gruppierungen von Batteriezellen, die als Batteriebänke bezeichnet werden. Die Batteriebänke beinhalten verschiedene Bankträgerstrukturen (z. B. Bankrahmen, Abstandshalter, Schienen, Wände, Endplatten, Bindungen usw.), die zum Gruppieren und Stützen der Batteriezellen in mehreren einzelnen Einheiten im Inneren des Traktionsbatteriepackgehäuses angeordnet sind.Traditional traction battery packs contain groupings of battery cells called battery banks. The battery banks include various bank support structures (e.g., bench frames, spacers, rails, walls, end plates, ties, etc.) arranged to group and support the battery cells in multiple individual units within the traction battery pack housing.

KURZDARSTELLUNGSHORT PRESENTATION

Ein Verfahren zum Montieren eines Traktionsbatteriepacks gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem Montieren einer Vielzahl von Zellenstapeln, Anordnen der Vielzahl von Zellenstapeln nebeneinander, um eine Zellenmatrix bereitzustellen, und Einführen der Zellenmatrix in eine Zellenkompressionsöffnung einer Gehäuseschale des Traktionsbatteriepacks.A method of assembling a traction battery pack according to an exemplary aspect of the present disclosure includes, among other things, assembling a plurality of cell stacks, arranging the plurality of cell stacks side by side to provide a cell matrix, and inserting the cell matrix into a cell compression opening of a housing shell of the traction battery pack.

In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform des vorstehenden Verfahrens ist die Zellenmatrix Teil eines Cell-to-Pack-Batteriesystems des Traktionsbatteriepacks.In a further non-limiting embodiment of the above method, the cell matrix is part of a cell-to-pack battery system of the traction battery pack.

In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren beinhaltet das Verfahren, nach dem Einführen, Ausüben einer Druckkraft auf die Zellenmatrix über die Zellenkompressionsöffnung.In a further non-limiting embodiment of any of the foregoing methods, the method includes, after insertion, applying a compressive force to the cell matrix via the cell compression opening.

In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren beinhaltet das Montieren der Vielzahl von Zellenstapeln Arrangieren von jedem der Vielzahl von Zellenstapeln innerhalb seiner eigenen Kompressionseinrichtung.In a further non-limiting embodiment of any of the foregoing methods, assembling the plurality of cell stacks includes arranging each of the plurality of cell stacks within its own compression device.

In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren beinhaltet das Montieren der Vielzahl von Zellenstapeln Komprimieren eines ersten Zellenstapels der Vielzahl von Zellenstapeln innerhalb einer ersten Kompressionseinrichtung und Komprimieren eines zweiten Zellenstapels der Vielzahl von Zellenstapeln innerhalb einer zweiten Kompressionseinrichtung.In a further non-limiting embodiment of any of the foregoing methods, assembling the plurality of cell stacks includes compressing a first cell stack of the plurality of cell stacks within a first compression device and compressing a second cell stack of the plurality of cell stacks within a second compression device.

In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren beinhaltet das Anordnen der Vielzahl von Zellenstapeln nebeneinander Pressen des ersten Zellenstapels relativ in Richtung des zweiten Zellenstapels derart, dass die erste Kompressionseinrichtung die zweite Kompressionseinrichtung berührt.In a further non-limiting embodiment of one of the above methods, arranging the plurality of cell stacks side by side includes pressing the first cell stack relatively toward the second cell stack such that the first compression device contacts the second compression device.

In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren beinhaltet das Einführen der Zellenmatrix in die Zellenkompressionsöffnung Ausüben einer nach unten gerichteten Kraft auf die Zellenmatrix, um die Zellenmatrix in die Gehäuseschale zu bewegen.In a further non-limiting embodiment of any of the foregoing methods, inserting the cell array into the cell compression opening includes applying a downward force to the cell array to move the cell array into the housing shell.

In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren beinhaltet das Verfahren, vor dem Einführen, Zusammenpressen der Vielzahl von Zellenstapeln, bis benachbarte Kompressionseinrichtungen der Vielzahl von Zellenstapeln einander berühren.In a further non-limiting embodiment of any of the foregoing methods, the method includes, prior to insertion, compressing the plurality of cell stacks until adjacent compressors of the plurality of cell stacks contact each other.

In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren beinhaltet das Verfahren, während des Anordnens, Ausüben einer Druckkraft auf die Vielzahl von Zellenstapeln mit einer Zellenmatrixverbindungsbaugruppe.In a further non-limiting embodiment of any of the foregoing methods, the method includes, during placement, applying a compressive force to the plurality of cell stacks with a cell matrix interconnect assembly.

In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren beinhaltet das Verfahren, während des Montierens, Ausüben einer ersten Druckkraft auf jeden der Vielzahl von Zellenstapeln. Während des Anordnens beinhaltet das Verfahren Ausüben einer zweiten Druckkraft, um die Vielzahl von Zellenstapeln relativ in Richtung zueinander zu pressen.In a further non-limiting embodiment of any of the foregoing methods, the method includes applying a first compressive force to each of the plurality of cell stacks during assembly. During placement, the method includes applying a second compressive force to relatively press the plurality of cell stacks toward one another.

In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren wird die zweite Druckkraft quer zu der ersten Druckkraft ausgeübt.In a further non-limiting embodiment, one of the above methods becomes the second compressive force is exerted transversely to the first compressive force.

In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren beinhaltet das Verfahren, während des Einführens, Ausüben einer nach unten gerichteten Kraft auf die Zellenmatrix.In a further non-limiting embodiment of any of the foregoing methods, the method includes applying a downward force to the cell matrix during insertion.

In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren wird die nach unten gerichtete Kraft quer zu jeder von der ersten Druckkraft und der zweiten Druckkraft ausgeübt.In a further non-limiting embodiment of any of the above methods, the downward force is applied transversely to each of the first compressive force and the second compressive force.

Ein Verfahren zum Montieren eines Traktionsbatteriepacks gemäß einem anderen beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem, unter Verwendung eines Ansatzes von oben nach unten, Einführen einer Zellenmatrix eines Cell-to-Pack-Batteriesystems in eine Zellenkompressionsöffnung einer Gehäuseschale des Traktionsbatteriepacks.A method of assembling a traction battery pack according to another exemplary aspect of the present disclosure includes, among other things, inserting a cell matrix of a cell-to-pack battery system into a cell compression opening of a housing shell of the traction battery pack using a top-down approach.

In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform des vorstehenden Verfahrens beinhaltet das Verfahren, vor dem Einführen, Ausüben einer ersten Druckkraft, um einen ersten Zellenstapel der Zellenmatrix auf eine erste gewünschte Länge zu komprimieren, und Ausüben einer zweiten, ersten Druckkraft, um einen zweiten Zellenstapel der Zellenmatrix auf eine zweite gewünschte Länge zu komprimieren.In a further non-limiting embodiment of the above method, the method includes, prior to insertion, applying a first compressive force to compress a first cell stack of the cell matrix to a first desired length and applying a second, first compressive force to a second cell stack of the cell matrix to compress to a second desired length.

In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren beinhaltet das Verfahren Anordnen des ersten Zellenstapels und des zweiten Zellenstapels nebeneinander, während die erste Druckkraft und die zweite, erste Druckkraft aufrechterhalten werden.In a further non-limiting embodiment of any of the above methods, the method includes arranging the first cell stack and the second cell stack side by side while maintaining the first compressive force and the second, first compressive force.

In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren beinhaltet das Verfahren Ausüben einer zweiten Druckkraft, um den ersten Zellenstapel und den zweiten Zellenstapel zusammen zu komprimieren.In a further non-limiting embodiment of any of the foregoing methods, the method includes applying a second compressive force to compress the first cell stack and the second cell stack together.

In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren ist die zweite Druckkraft eine kleinere Kraft als die erste Druckkraft oder die zweite, erste Druckkraft.In a further non-limiting embodiment of one of the above methods, the second compressive force is a smaller force than the first compressive force or the second, first compressive force.

In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren beinhaltet das Einführen Ausüben einer nach unten gerichteten Kraft, um die Zellenmatrix in die Gehäuseschale zu bewegen.In a further non-limiting embodiment of any of the foregoing methods, inserting includes applying a downward force to move the cell matrix into the housing shell.

In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren wird die nach unten gerichtete Kraft quer zu jeder von der ersten Druckkraft, der zweiten, ersten Druckkraft und der zweiten Druckkraft ausgeübt.In a further non-limiting embodiment of any of the above methods, the downward force is applied transversely to each of the first compressive force, the second, first compressive force and the second compressive force.

Die Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen der vorhergehenden Absätze, der Patentansprüche oder der folgenden Beschreibung und Zeichnungen, die beliebige ihrer verschiedenen Aspekte oder jeweiligen individuellen Merkmale beinhalten, können unabhängig voneinander oder in beliebiger Kombination betrachtet werden. In Verbindung mit einer Ausführungsform beschriebene Merkmale sind auf alle Ausführungsformen anwendbar, sofern derartige Merkmale nicht unvereinbar sind.The embodiments, examples and alternatives of the preceding paragraphs, the claims or the following description and drawings, incorporating any of their various aspects or respective individual features, may be considered independently or in any combination. Features described in connection with one embodiment are applicable to all embodiments unless such features are inconsistent.

Die verschiedenen Merkmale und Vorteile dieser Offenbarung werden für den Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich. Die Zeichnungen, die der detaillierten Beschreibung beigefügt sind, können kurz wie folgt beschrieben werden.The various features and advantages of this disclosure will become apparent to those skilled in the art from the following detailed description. The drawings accompanying the detailed description can be briefly described as follows.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1 schematically illustrates an electrified vehicle.
2 illustrates a traction battery pack of the electrified vehicle 1 .
3 illustrates a cell-to-pack battery system of the transaction battery pack 2 .
4 is a partially exploded view of another traction battery pack that includes a cell-to-pack battery system.
The 5 , 6 and 7 schematically illustrate a method for assembling a transaction battery pack that includes a cell-to-pack battery system.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Diese Offenbarung beschreibt Herstellungsprozesse zum Montieren von Traktionsbatteriepacks, die Cell-To-Pack-Batteriesysteme beinhalten. Ein beispielhaftes Montageverfahren beinhaltet Einführen einer Zellenmatrix des Cell-to-Pack-Batteriesystems in eine Zellenkompressionsöffnung einer Gehäuseschale unter Verwendung eines Ansatzes von oben nach unten. Das Verfahren kann Komprimieren einer Vielzahl von Zellenstapeln auf eine gewünschte Länge, Komprimieren der Zellenstapel zusammen in einer Querrichtung, um die Zellenmatrix zu bilden, und dann Installieren der Zellenmatrix als eine einzelne Einheit in die Zellenkompressionsöffnung der Gehäuseschale beinhalten. Diese und andere Merkmale werden in den folgenden Absätzen dieser detaillierten Beschreibung ausführlicher erörtert.This disclosure describes manufacturing processes for assembling traction battery packs that include cell-to-pack battery systems. An example assembly method includes inserting a cell matrix of the cell-to-pack battery system into a cell compression opening of a housing shell using a top-down approach. The method may include compressing a plurality of cell stacks to a desired length, compressing the cell stacks together in a transverse direction to form the cell matrix, and then installing the cell matrix as a single unit into the cell compression opening of the housing shell. These and other features are discussed in more detail in the following paragraphs of this detailed description.

1 veranschaulicht ein elektrifiziertes Fahrzeug 10 schematisch. Das elektrifizierte Fahrzeug 10 kann eine beliebige Art von elektrifiziertem Antriebsstrang beinhalten. In einer Ausführungsform ist das elektrifizierte Fahrzeug 10 ein Batterieelektrofahrzeug (Battery Electric Vehicle - BEV). Die in dieser Schrift beschriebenen Konzepte sind jedoch nicht auf BEVs beschränkt und könnten sich auf andere elektrifizierte Fahrzeuge erstrecken, zu denen unter anderem Hybridelektrofahrzeuge (Hybrid Electric Vehicles - HEVs), Plug-in-Hybridelektrofahrzeuge (PHEVs), Brennstoffzellenfahrzeuge usw. gehören. Daher könnte das elektrifizierte Fahrzeug 10, obwohl dies in dem Ausführungsbeispiel nicht konkret dargestellt ist, mit einer Brennkraftmaschine ausgestattet sein, die entweder allein oder in Kombination mit anderen Leistungsquellen eingesetzt werden kann, um das elektrifizierte Fahrzeug 10 anzutreiben. 1 illustrates an electrified vehicle 10 schematically. The electrified vehicle 10 may include any type of electrified powertrain. In one embodiment, the electrified vehicle 10 is a battery electric vehicle (BEV). However, the concepts described in this paper are not limited to BEVs and could extend to other electrified vehicles, including but not limited to Hybrid Electric Vehicles (HEVs), Plug-in Hybrid Electric Vehicles (PHEVs), Fuel Cell Vehicles, etc. Therefore, although not specifically shown in the exemplary embodiment, the electrified vehicle 10 could be equipped with an internal combustion engine that can be used either alone or in combination with other power sources to drive the electrified vehicle 10.

In einer Ausführungsform ist das elektrifizierte Fahrzeug 10 ein Auto. Das elektrifizierte Fahrzeug 10 könnte jedoch alternativ ein Pickup, ein Van, eine Geländelimousine (SUV) oder eine beliebige andere Fahrzeugkonfiguration sein. Wenngleich in den Figuren dieser Offenbarung eine spezifische Beziehung der Komponenten veranschaulicht ist, sollen die Veranschaulichungen diese Offenbarung nicht einschränken. Die Platzierung und Ausrichtung der verschiedenen Komponenten des elektrifizierten Fahrzeugs 10 sind schematisch dargestellt und könnten innerhalb des Umfangs dieser Offenbarung variieren. Darüber hinaus sind die verschiedenen dieser Offenbarung beigefügten Figuren nicht zwingend maßstabsgetreu gezeichnet und können einige Merkmale vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um gewisse Details einer bestimmten Komponente oder eines bestimmten Systems hervorzuheben.In one embodiment, the electrified vehicle 10 is a car. However, the electrified vehicle 10 could alternatively be a pickup truck, a van, an SUV, or any other vehicle configuration. Although a specific relationship of the components is illustrated in the figures of this disclosure, the illustrations are not intended to limit this disclosure. The placement and orientation of the various components of the electrified vehicle 10 are shown schematically and could vary within the scope of this disclosure. Additionally, the various figures accompanying this disclosure are not necessarily drawn to scale and some features may be shown enlarged or reduced in size to emphasize certain details of a particular component or system.

In der veranschaulichten Ausführungsform ist das elektrifizierte Fahrzeug 10 ein vollelektrisches Fahrzeug, das ausschließlich durch elektrische Leistung, wie etwa durch eine oder mehrere elektrische Maschinen 12, ohne Unterstützung von einer Brennkraftmaschine angetrieben wird. Die elektrische Maschine 12 kann als Elektromotor, elektrischer Generator oder beides betrieben werden. Die elektrische Maschine 12 nimmt elektrische Leistung auf und kann die elektrische Leistung in Drehmoment zum Antreiben eines oder mehrerer Antriebsräder 14 des elektrifizierten Fahrzeugs 10 umwandeln.In the illustrated embodiment, the electrified vehicle 10 is a fully electric vehicle that is powered solely by electrical power, such as one or more electric machines 12, without assistance from an internal combustion engine. The electric machine 12 can be operated as an electric motor, an electric generator or both. The electric machine 12 receives electrical power and can convert the electrical power into torque for driving one or more drive wheels 14 of the electrified vehicle 10.

Ein Spannungsbus 16 kann die elektrische Maschine 12 elektrisch an einen Traktionsbatteriepack 18 koppeln. Der Traktionsbatteriepack 18 ist dazu imstande, elektrische Leistung auszugeben, um die elektrische Maschine 12 und/oder andere elektrische Verbraucher des elektrifizierten Fahrzeugs 10 mit Leistung zu versorgen.A voltage bus 16 can electrically couple the electric machine 12 to a traction battery pack 18. The traction battery pack 18 is capable of outputting electrical power to supply the electrical machine 12 and/or other electrical consumers of the electrified vehicle 10 with power.

Der Traktionsbatteriepack 18 kann an einem Unterboden 22 des elektrifizierten Fahrzeugs 10 befestigt sein. Der Traktionsbatteriepack 18 könnte sich jedoch innerhalb des Umfangs dieser Offenbarung an einer anderen Stelle an dem elektrifizierten Fahrzeug 10 befinden.The traction battery pack 18 can be attached to an underbody 22 of the electrified vehicle 10. However, the traction battery pack 18 could be located elsewhere on the electrified vehicle 10 within the scope of this disclosure.

Der Traktionsbatteriepack 18 ist eine beispielhafte Batterie eines elektrifizierten Fahrzeugs. Der Traktionsbatteriepack 18 kann ein Hochspannungstraktionsbatteriepack sein, der ein Cell-to-Pack-Batteriesystem 20 beinhaltet. Im Gegensatz zu herkömmlichen Batteriesystemen für Traktionsbatteriepacks sind in das Cell-to-Pack-Batteriesystem 20 Batteriezellen oder andere Energiespeichervorrichtungen integriert, ohne dass die Zellen in einzelnen Bänken oder Modulen im Inneren des Batteriegehäuses angeordnet sind. Bei dem Cell-to-Pack-Batteriesystem 20 entfallen daher die meisten, wenn nicht alle Bankträgerstrukturen (z. B. Bankrahmen, Abstandshalter, Schienen, Wände, Endplatten, Bindungen usw.), die zum Gruppieren der Batteriezellen zu den Bänken/Modulen nötig sind. Ferner kann das Cell-to-Pack-Batteriesystem 20 das gesamte elektrische Potential des Hochspannungsbusses des Traktionsbatteriepacks 18 mit einer einzelnen Batterieeinheit bereitstellen, im Gegensatz zu herkömmlichen Batteriesystemen, die mehrere einzelne Batteriebänke/-module erfordern, die miteinander verbunden werden müssen, nachdem sie innerhalb des Batteriegehäuses positioniert wurden, um das gesamte elektrische Hochspannungspotential zu erreichen.The traction battery pack 18 is an exemplary battery of an electrified vehicle. The traction battery pack 18 may be a high voltage traction battery pack that includes a cell-to-pack battery system 20. In contrast to conventional battery systems for traction battery packs, the cell-to-pack battery system 20 integrates battery cells or other energy storage devices without the cells being arranged in individual banks or modules inside the battery housing. The cell-to-pack battery system 20 therefore eliminates most, if not all, of the bench support structures (e.g., bench frames, spacers, rails, walls, end plates, ties, etc.) needed to group the battery cells into the banks/modules are. Further, the cell-to-pack battery system 20 can provide the entire electrical potential of the high-voltage bus of the traction battery pack 18 with a single battery unit, unlike traditional battery systems that require multiple individual battery banks/modules to be connected together after being installed within of the battery housing were positioned to reach the entire high voltage electrical potential.

Unter nunmehriger Bezugnahme auf die 2 und 3 kann der Traktionsbatteriepack 18 eine Gehäusebaugruppe 24 beinhalten, die zum Unterbringen des Cell-to-Pack-Batteriesystems 20 angeordnet ist. In einer Ausführungsform beinhaltet das Cell-to-Pack-Batteriesystem 20 eine Vielzahl von Batteriezellen 26, die innerhalb eines Innenbereichs 28 gehalten wird, der durch die Gehäusebaugruppe 24 ausgebildet ist.With reference now to the 2 and 3 The traction battery pack 18 may include a housing assembly 24 arranged to accommodate the cell-to-pack battery system 20. In one embodiment, the cell-to-pack battery system 20 includes a plurality of battery cells 26 held within an interior region 28 formed by the housing assembly 24.

Die Batteriezellen 26 können verschiedenen Komponenten des elektrifizierten Fahrzeugs 10 elektrische Leistung zuführen. Die Batteriezellen 26 können im Verhältnis zueinander nebeneinander gestapelt sein, um einen Zellenstapel 30 zu konstruieren, und die Zellenstapel 30 können nebeneinander in Reihen positioniert sein, um eine Zellenmatrix 32 bereitzustellen.The battery cells 26 can supply electrical power to various components of the electrified vehicle 10. The battery cells 26 may be stacked side by side relative to one another to construct a cell stack 30, and the cell stacks 30 may be positioned side by side in rows to provide a cell matrix 32.

In einer Ausführungsform beinhaltet jeder Zellenstapel 30 acht einzelne Batteriezellen 26 und beinhaltet die Zellenmatrix 32 vier Zellenstapel 30 für insgesamt zweiunddreißig Batteriezellen 26. In einer anderen Ausführungsform beinhaltet jeder Zellenstapel 30 zehn einzelne Batteriezellen 26 und beinhaltet die Zellenmatrix 32 fünf Zellenstapel 30 für insgesamt fünfzig Batteriezellen 26 (siehe 4). Ein Bereitstellen einer gleichmäßigen Menge an Batteriezellen 26 und einer gleichmäßigen Menge an Zellenstapeln 30 kann dazu beitragen, eine effiziente elektrische Busanordnung zu unterstützen. Obwohl eine bestimmte Anzahl von Batteriezellen 26 und Zellenstapeln 30 in den verschiedenen Figuren dieser Offenbarung veranschaulicht ist, könnte das Cell-to-Pack-Batteriesystem 20 des Traktionsbatteriepacks 18 eine beliebige Anzahl von Batteriezellen 26 und eine beliebige Anzahl von Zellenstapeln 30 beinhalten. Mit anderen Worten ist diese Offenbarung nicht auf die in den 2, 3 und 4 dargestellte beispielhafte Konfiguration beschränkt.In one embodiment, each cell stack 30 includes eight individual battery cells 26 and the cell matrix 32 includes four cell stacks 30 for a total of thirty-two battery cells 26. In another embodiment, each cell stack 30 includes ten individual battery cells 26 and the cell matrix 32 includes five cell stacks 30 for a total including fifty battery cells 26 (see 4 ). Providing a uniform amount of battery cells 26 and a uniform amount of cell stacks 30 can help support an efficient electrical bus arrangement. Although a specific number of battery cells 26 and cell stacks 30 are illustrated in the various figures of this disclosure, the cell-to-pack battery system 20 of the traction battery pack 18 could include any number of battery cells 26 and any number of cell stacks 30. In other words, this revelation is not limited to those in the 2 , 3 and 4 exemplary configuration shown is limited.

In einer Ausführungsform handelt es sich bei den Batteriezellen 26 um prismatische Lithium-Ionen-Zellen. Innerhalb des Umfangs dieser Offenbarung könnten alternativ jedoch Batteriezellen genutzt werden, die andere Geometrien (zylindrisch, Pouch usw.) und/oder chemische Zusammensetzungen (Nickel-Metallhydrid, Blei-Säure usw.) aufweisen.In one embodiment, the battery cells 26 are prismatic lithium-ion cells. However, within the scope of this disclosure, battery cells having other geometries (cylindrical, pouch, etc.) and/or chemical compositions (nickel-metal hydride, lead-acid, etc.) could alternatively be used.

Die Gehäusebaugruppe 24 des Traktionsbatteriepacks 18 kann eine Gehäuseabdeckung 34 und eine Gehäuseschale 36 beinhalten. Die Gehäuseabdeckung 34 kann an der Gehäuseschale 36 befestigt sein, um den Innenbereich 28 zum Unterbringen des Cell-to-Pack-Batteriesystems 20 bereitzustellen.The housing assembly 24 of the traction battery pack 18 may include a housing cover 34 and a housing shell 36. The housing cover 34 may be attached to the housing shell 36 to provide the interior area 28 for housing the cell-to-pack battery system 20.

Die Gehäuseschale 36 kann einen Boden 38 und eine Vielzahl von Seitenwänden 40 beinhalten, die im Verhältnis zueinander angeordnet sind, um eine Zellenkompressionsöffnung 42 bereitzustellen. Der Boden 38 und die Seitenwände 40 können mechanisch aneinander gekoppelt sein, wie zum Beispiel durch Schweißen.The housing shell 36 may include a bottom 38 and a plurality of sidewalls 40 arranged relative to one another to provide a cell compression opening 42. The bottom 38 and sidewalls 40 may be mechanically coupled together, such as by welding.

Während der Montage des Traktionsbatteriepacks 18 kann die Gehäuseabdeckung 34 an einer Grenzfläche 44, die den Innenbereich 28 im Wesentlichen umschreibt, an der Gehäuseschale 36 befestigt sein. Bei einigen Umsetzungen können mechanische Befestigungselemente 46 verwendet werden, um die Gehäuseabdeckung 34 an der Gehäuseschale 36 zu befestigen, obwohl auch andere Befestigungsmethoden (Verklebung usw.) geeignet sein könnten.During assembly of the traction battery pack 18, the housing cover 34 can be attached to the housing shell 36 at an interface 44 that essentially circumscribes the interior region 28. In some implementations, mechanical fasteners 46 may be used to secure the housing cover 34 to the housing shell 36, although other attachment methods (gluing, etc.) may also be suitable.

Die Zellenmatrix 32 des Cell-to-Pack-Batteriesystems 20 kann innerhalb der Zellenkompressionsöffnung 42 positioniert sein, die durch die Gehäuseschale 36 bereitgestellt wird. Die beispielhafte Gehäuseschale 36 beinhaltet der Abbildung nach eine einzelne Zellenkompressionsöffnung 42, jedoch versteht es sich, dass sich diese Offenbarung auf strukturelle Baugruppen erstreckt, die eine oder mehrere Zellenkompressionsöffnungen bereitstellen. Die Gehäuseabdeckung 34 kann die Zellenmatrix 32 innerhalb der Zellenkompressionsöffnung 42 bedecken, sodass sie die Batteriezellen 26 im Wesentlichen von allen Seiten umgibt. Sobald sie vollständig montiert und im Verhältnis zu der Gehäuseschale 36 positioniert ist, kann die Zellenmatrix 32 eine einzelne Batterieeinheit ausbilden, die imstande ist, das gesamte elektrische Potential des Hochspannungsbusses des Traktionsbatteriepacks 18 bereitzustellen.The cell matrix 32 of the cell-to-pack battery system 20 may be positioned within the cell compression opening 42 provided by the housing shell 36. The exemplary housing shell 36 is shown including a single cell compression opening 42, but it is understood that this disclosure extends to structural assemblies that provide one or more cell compression openings. The housing cover 34 may cover the cell matrix 32 within the cell compression opening 42 so that it surrounds the battery cells 26 on substantially all sides. Once fully assembled and positioned relative to the housing shell 36, the cell matrix 32 can form a single battery unit capable of providing the full electrical potential of the high voltage bus of the traction battery pack 18.

Die Gehäuseschale 36 kann die Zellenmatrix 32 komprimieren und halten, wenn die Zellenmatrix 32 innerhalb der Zellenkompressionsöffnung 42 aufgenommen ist. In einer Ausführungsform üben die Seitenwände 40 der Gehäuseschale 36 Kräfte auf die Zellenmatrix 32 aus, wenn die Zellenmatrix 32 innerhalb der Zellenkompressionsöffnung 42 positioniert ist. Ein gesamter Umfang der Zellenkompressionsöffnung 42 kann durch die Seitenwände 40 der Gehäuseschale 36 ausgebildet sein. Die Seitenwände 40 können die Druckkräfte auf die Batteriezellen 26 um den gesamten Umfang der Zellenmatrix 32 herum ausüben. Die Seitenwände 40 können daher als starre kranzartige Struktur fungieren, welche die Zellenmatrix 32 komprimiert und festhält.The housing shell 36 can compress and hold the cell matrix 32 when the cell matrix 32 is received within the cell compression opening 42. In one embodiment, the side walls 40 of the housing shell 36 exert forces on the cell matrix 32 when the cell matrix 32 is positioned within the cell compression opening 42. An entire circumference of the cell compression opening 42 may be formed by the side walls 40 of the housing shell 36. The side walls 40 can exert the compressive forces on the battery cells 26 around the entire circumference of the cell matrix 32. The side walls 40 can therefore function as a rigid ring-like structure that compresses and holds the cell matrix 32 in place.

Die vorstehend beschriebene Konfiguration wird als Batteriepack der Cell-to-Pack-Art betrachtet, die sich von herkömmlichen Batteriepackarten unterscheidet, die Außengehäuse beinhalten, die Bänke von Batteriezellen halten, die durch Bankträgerstrukturen umschlossen sind, die von Wänden des Batteriegehäuses beabstandet sind, und wobei das Außengehäuse keine Druckkräfte auf eine der Batteriezellen ausübt. Bei dem hier beschriebenen Batteriepack der Cell-to-Pack-Art entfallen zudem die starren Querelemente, die üblicherweise an der Gehäuseschale herkömmlicher Traktionsbatteriepacks befestigt sind, um Montagepunkte zum Befestigen der Batteriebänke und der Gehäuseabdeckung bereitzustellen.The configuration described above is considered a cell-to-pack type battery pack, which is different from traditional battery pack types that include outer casings that hold banks of battery cells enclosed by bank support structures spaced from walls of the battery casing, and wherein the outer housing does not exert any compressive forces on any of the battery cells. The cell-to-pack type battery pack described here also eliminates the rigid cross elements that are usually attached to the housing shell of conventional traction battery packs in order to provide mounting points for attaching the battery banks and the housing cover.

Das Cell-to-Pack-Batteriesystem 20 kann ferner einen oder mehrere Zellreihenseparatoren 48 beinhalten. In einer Ausführungsform ist ein Zellreihenseparator 48 zwischen jedem benachbarten Paar von Zellenstapeln 30 der Zellenmatrix 32 positioniert. In anderen Ausführungsformen sind zwei Zellreihenseparatoren 48 mit jedem Zellenstapel 30 bereitgestellt. Die Gesamtzahl von Zellreihenseparatoren 48, die innerhalb des Cell-to-Pack-Batteriesystems 20 bereitgestellt wird, soll diese Offenbarung jedoch nicht einschränken.The cell-to-pack battery system 20 may further include one or more cell row separators 48. In one embodiment, a cell row separator 48 is positioned between each adjacent pair of cell stacks 30 of the cell matrix 32. In other embodiments, two cell row separators 48 are provided with each cell stack 30. However, the total number of cell row separators 48 provided within the cell-to-pack battery system 20 is not intended to limit this disclosure.

Das Cell-to-Pack-Batteriesystem 20 kann ferner eine oder mehrere Passscheiben 50 beinhalten (siehe Ausführungsform aus 4). Die Passscheiben 50 können Toleranzabweichungen in den Seitenwänden 40 der Gehäuseschale 36 ausgleichen. Die Passscheiben 50 können zwischen jedem Zellenstapel 30 und der Gehäuseschale 36 positioniert sein, wobei sich eine Passscheibe 50 an jeder Längserstreckung des Zellenstapels 30 befindet. Die Passscheiben 50 können im Verhältnis zu den Zellenstapeln 30 entweder vor oder nach dem Einführen der Zellenmatrix 32 in die Zellenkompressionsöffnung 42 positioniert werden.The cell-to-pack battery system 20 may further include one or more shims 50 (see embodiment from 4 ). The shims 50 can compensate for tolerance deviations in the side walls 40 of the housing shell 36. The shims 50 can be between anyone Cell stack 30 and the housing shell 36 may be positioned, with a shim 50 located on each longitudinal extent of the cell stack 30. The shims 50 can be positioned relative to the cell stacks 30 either before or after inserting the cell matrix 32 into the cell compression opening 42.

Die 5-9 veranschaulichen unter fortgesetzter Bezugnahme auf die 1-4 schematisch ein Verfahren zum Montieren von Abschnitten des Traktionsbatteriepacks 18. Das Verfahren kann eine größere oder kleinere Anzahl von Schritten als nachstehend aufgeführt beinhalten, und die genaue Reihenfolge der Schritte soll diese Offenbarung nicht einschränken.The 5-9 illustrate with continued reference to the 1-4 schematically shows a method for assembling sections of the traction battery pack 18. The method may involve a greater or lesser number of steps than listed below, and the precise order of the steps is not intended to limit this disclosure.

Unter Bezugnahme auf zunächst 5 kann jeder Zellenstapel 30 des Cell-to-Pack-Batteriesystems 20 zuerst arrangiert werden, indem eine Gruppe von Batteriezellen 26 innerhalb einer Kompressionseinrichtung 52 positioniert wird. Die Kompressionseinrichtung 52 kann einen Bezugspunkt im Verhältnis zu mindestens zwei benachbarten Seiten des Zellenstapels 30 (z. B. Unterseite und Ende) bereitstellen. Die Batteriezellen 26 können entlang einer Zellenstapelachse A komprimiert werden, um einen der Zellenstapel 30 bereitzustellen. Die Kompressionseinrichtung 52 kann eine Druckkraft Fc entlang der Zellenstapelachse A auf entgegengesetzte Enden des Zellenstapels 30 ausüben. Die Druckkraft Fc drückt im Wesentlichen die Batteriezellen 26 innerhalb des Zellenstapels 30 zusammen, wodurch der Zellenstapel 30 und die einzelnen Batteriezellen 26 auf eine gewünschte Zellenstapellänge komprimiert werden.Referring to first 5 Each cell stack 30 of the cell-to-pack battery system 20 may first be arranged by positioning a group of battery cells 26 within a compression device 52. The compression device 52 may provide a reference point relative to at least two adjacent sides of the cell stack 30 (e.g., bottom and end). The battery cells 26 may be compressed along a cell stack axis A to provide one of the cell stacks 30. The compression device 52 can exert a compressive force Fc along the cell stack axis A on opposite ends of the cell stack 30. The compressive force Fc essentially compresses the battery cells 26 within the cell stack 30, thereby compressing the cell stack 30 and the individual battery cells 26 to a desired cell stack length.

In einer Ausführungsform beträgt die Druckkraft Fc, die durch die Kompressionseinrichtung 52 auf die Batteriezellen 26 ausgeübt wird, etwa 3 Kilonewton. Die ausgeübte tatsächliche Druckkraft kann jedoch unter anderen Faktoren je nach der Batteriezellenart variieren. In dieser Offenbarung bedeutet der Ausdruck „etwa“, dass die angegebenen Mengen oder Bereiche nicht genau sein müssen, sondern angenähert und/oder größer oder kleiner sein können, was akzeptable Toleranzen, Umrechnungsfaktoren, Messfehler usw. widerspiegelt.In one embodiment, the compressive force Fc exerted by the compression device 52 on the battery cells 26 is approximately 3 kilonewtons. However, the actual compressive force applied may vary depending on the type of battery cell, among other factors. In this disclosure, the term "approximately" means that the amounts or ranges specified need not be exact, but may be approximate and/or larger or smaller, reflecting acceptable tolerances, conversion factors, measurement errors, etc.

Die Kompressionseinrichtung 52 könnte durch einen pneumatischen Aktor angetrieben werden, um die Batteriezellen 26 entlang der Zellenstapelachse A zu komprimieren. Jedoch könnten alternativ andere Arten von Aktoren, wie etwa ein elektrischer DC- oder mechanischer Schraubenaktor, eingesetzt werden, um eine Kompression zu erreichen.The compression device 52 could be driven by a pneumatic actuator to compress the battery cells 26 along the cell stack axis A. However, other types of actuators, such as an electrical DC or mechanical screw actuator, could alternatively be used to achieve compression.

Bei einem beispielhaften Verfahren wird der in 5 schematisch veranschaulichte Verfahrensschritt viermal durchgeführt, um die vier Zellenstapel 30 des Cell-to-Pack-Batteriesystems 20 bereitzustellen. Jeder der Zellenstapel 30 wird durch eine andere Kompressionseinrichtung, welche die Kompressionseinrichtung 52 nachahmt, komprimiert und gehalten. Somit würden in diesem Ausführungsbeispiel vier Kompressionseinrichtungen 52 verwendet werden, um die vier Zellenstapel 30 des beispielhaften Cell-to-Pack-Batteriesystems 20 bereitzustellen.In an exemplary method, the in 5 schematically illustrated method step is carried out four times to provide the four cell stacks 30 of the cell-to-pack battery system 20. Each of the cell stacks 30 is compressed and held by a different compression device that mimics the compression device 52. Thus, in this embodiment, four compression devices 52 would be used to provide the four cell stacks 30 of the exemplary cell-to-pack battery system 20.

Als Nächstes können, wie in 6 dargestellt, die Zellenstapel 30 nebeneinander positioniert werden, während die Druckkräfte Fc durch die Kompressionseinrichtungen 52 aufrechterhalten werden, um die Zellenmatrix 32 auszubilden. Innerhalb der Zellenmatrix 32 sind die Zellenstapelachsen A parallel zueinander. Eine Zellenmatrixverbindungsbaugruppe 54 kann dann zusätzliche Druckkräfte Fx ausüben, um die Zellenstapel 30 entlang einer Verbindungsachse X zusammen zu komprimieren. Die Druckkräfte Fx sind quer (z. B. etwa senkrecht) zu den Druckkräften Fc. In einer Ausführungsform sind die Druckkräfte Fc im Allgemeinen größere Druckkräfte als die Druckkräfte Fx.Next, as in 6 shown, the cell stacks 30 are positioned next to each other while the compressive forces Fc are maintained by the compression devices 52 to form the cell matrix 32. Within the cell matrix 32, the cell stack axes A are parallel to one another. A cell matrix connection assembly 54 can then apply additional compressive forces Fx to compress the cell stacks 30 together along a connection axis X. The compressive forces Fx are transverse (e.g. approximately perpendicular) to the compressive forces Fc. In one embodiment, the compressive forces Fc are generally greater compressive forces than the compressive forces Fx.

Die Zellenmatrixverbindungsbaugruppe 54 kann ein Paar von Platten 56 beinhalten, wobei eine Platte zum Ausüben der Druckkraft Fx auf jeder gegenüberliegenden Seite der Zellenmatrix 32 angeordnet ist. Die Zellenmatrixverbindungsbaugruppe 54 kann durch einen Aktor entlang der Verbindungsachse X bewegt werden, um die Zellenstapel 30 entlang der Verbindungsachse X zusammenzupressen. Wenn der Traktionsbatteriepack 18 innerhalb des Fahrzeugs installiert ist, entspricht die Verbindungsachse X einer Längsachse des elektrifizierten Fahrzeugs 10.The cell matrix connection assembly 54 may include a pair of plates 56, with one plate for exerting the compressive force Fx disposed on each opposite side of the cell matrix 32. The cell matrix connection assembly 54 can be moved along the connection axis X by an actuator to compress the cell stacks 30 together along the connection axis X. When the traction battery pack 18 is installed within the vehicle, the connection axis X corresponds to a longitudinal axis of the electrified vehicle 10.

In einer Ausführungsform presst die Zellenmatrixverbindungsbaugruppe 54 die Zellenstapel 30 entlang der Verbindungsachse X, bis die Kompressionseinrichtungen 52 einander berühren, was verhindert, dass die Batteriezellen 26 in einem der Zellenstapel 30 die Batteriezellen 26 benachbarter Zellenstapel 30 direkt berühren. Die Berührung zwischen den Kompressionseinrichtungen 52 kann dazu beitragen, die Zellenstapel 30 im Verhältnis zueinander zu platzieren.In one embodiment, the cell matrix connection assembly 54 presses the cell stacks 30 along the connection axis The contact between the compression devices 52 can help place the cell stacks 30 in relation to one another.

Unter nunmehriger Bezugnahme auf 7 kann die Zellenmatrix 32 vertikal über der Gehäuseschale 36 positioniert werden, wobei der Boden 38 nach oben in Richtung der Zellenmatrix 32 gewandt ist. Wie schematisch veranschaulicht, können die Druckkräfte Fc und Fx durch die Kompressionseinrichtung 52 und die Zellenmatrixverbindungsbaugruppe 54 während des Positionierens der Zellenmatrix 32 aufrechterhalten werden.With reference now to 7 The cell matrix 32 can be positioned vertically above the housing shell 36, with the bottom 38 facing upwards towards the cell matrix 32. As schematically illustrated, the compressive forces Fc and Fx can be maintained by the compression device 52 and the cell matrix connection assembly 54 during positioning of the cell matrix 32.

Unter Verwendung eines Ansatzes von oben nach unten kann die Zellenmatrix 32 dann in die Zellenkompressionsöffnung 42 der Gehäuseschale 36 eingeführt werden, indem eine nach unten gerichtete Kraft F_D ausgeübt wird. Die Zellenstapel 30 werden daher gleichzeitig und als einzelne Einheit anstatt einzeln in die Gehäuseschale 36 eingeführt. Die nach unten gerichtete Kraft F_D kann direkt auf eine oder mehrere Batteriezellen 26 eines oder mehrerer Zellenstapel 30 der Zellenmatrix 32 ausgeübt werden. Die nach unten gerichtete Kraft F_D wird in einer Richtung ausgeübt, die im Allgemeinen sowohl zu den Druckkräften Fc als auch der Druckkraft Fx senkrecht ist. Die nach unten gerichtete Kraft F_D kann durch noch einen anderen Aktor bereitgestellt werden.Using a top-down approach, the cell matrix 32 may then be inserted into the cell compression opening 42 of the housing shell 36 by applying a downward force F _D . The cell stacks 30 are therefore introduced into the housing shell 36 simultaneously and as a single unit rather than individually. The downward force F _D can be exerted directly on one or more battery cells 26 of one or more cell stacks 30 of the cell matrix 32. The downward force F _D is applied in a direction that is generally perpendicular to both the compressive forces Fc and the compressive force Fx. The downward force F _D can be provided by yet another actuator.

Während der Ausdruck „nach unten“ in dieser Schrift verwendet wird, um die nach unten gerichtete Kraft F_D zu beschreiben, versteht es sich, dass sich der Ausdruck „nach unten“ im vorliegenden Zusammenhang auf Kräfte bezieht, die dazu neigen, einen Zellenstapel 30 in die Zellenkompressionsöffnung 42 zu pressen. Insbesondere bezieht sich der Ausdruck „nach unten“ auf sämtliche Kräfte, die im Wesentlichen senkrecht zu der Druckkraft Fc sind, unabhängig davon, ob die Kraft tatsächlich in einer Richtung „nach unten“ verläuft oder nicht. Beispielsweise erstreckt sich diese Offenbarung auf Zellenstapel, die komprimiert und in einer Seitwärtsrichtung in eine Zellenkompressionsöffnung eingeführt werden.While the term "downward" is used herein to describe the downward force F _D , it is understood that the term "downward" as used herein refers to forces tending to force a cell stack 30 to press into the cell compression opening 42. In particular, the term "downward" refers to all forces that are substantially perpendicular to the compressive force Fc, regardless of whether the force is actually in a "downward" direction or not. For example, this disclosure extends to cell stacks that are compressed and inserted in a sideways direction into a cell compression opening.

Nach dem Einführen umgibt die Zellenkompressionsöffnung 42 der Gehäuseschale 36 die Zellenmatrix 32 in Umfangsrichtung (siehe 2). Die Zellenkompressionsöffnung 42 kann somit eine Druckkraft auf jeden der Zellenstapel 30 ausüben. Die Zellenkompressionsöffnung 42 kann eine gewisse Ausdehnung der Batteriezellen 26 ermöglichen, nachdem sie aus den Kompressionseinrichtungen 52 entfernt wurden. Die auf die Zellenstapel 30 durch die Gehäuseschale 36 nach dem Einführen ausgeübten Druckkräfte können kleiner als die Druckkräfte F_c sein, die auf die Zellenstapel 30 durch die Kompressionseinrichtungen 52 ausgeübt werden.After insertion, the cell compression opening 42 of the housing shell 36 surrounds the cell matrix 32 in the circumferential direction (see 2 ). The cell compression opening 42 can thus exert a compressive force on each of the cell stacks 30. The cell compression opening 42 may allow some expansion of the battery cells 26 after they are removed from the compression devices 52. The compressive forces exerted on the cell stacks 30 by the housing shell 36 after insertion can be smaller than the compressive forces F _c that are exerted on the cell stacks 30 by the compression devices 52.

Die hier beschriebenen beispielhaften Herstellungsprozesse stellen eine Methodik zum Montieren von Traktionsbatteriepacks, die Cell-To-Pack-Batteriesysteme beinhalten, bereit. Die Batteriezellen des Cell-to-Pack-Batteriesystems können vorteilhafterweise als einzelne Einheit unter Verwendung eines Ansatzes von oben nach unten installiert werden, wobei der Gehäuseboden als Teil der vorgeschlagenen Methodik nach oben gewandt ist, wodurch Lösungen für verschiedene Montageschwierigkeiten bereitgestellt werden, die dadurch entstehen können, dass ein Großteil der Bankträgerstrukturen entfällt, die herkömmlichen Traktionsbatteriepacks zugeordnet sind.The exemplary manufacturing processes described herein provide a methodology for assembling traction battery packs that include cell-to-pack battery systems. The battery cells of the cell-to-pack battery system can advantageously be installed as a single unit using a top-down approach with the case bottom facing upwards as part of the proposed methodology, thereby providing solutions to various assembly difficulties that arise thereby can mean that a large part of the bench support structures that are associated with conventional traction battery packs are eliminated.

Obwohl die unterschiedlichen nicht einschränkenden Ausführungsformen als konkrete Komponenten oder Schritte aufweisend veranschaulicht sind, sind die Ausführungsformen dieser Offenbarung nicht auf diese besonderen Kombinationen beschränkt. Es ist möglich, einige der Komponenten oder Merkmale aus einer beliebigen der nicht einschränkenden Ausführungsformen in Kombination mit Merkmalen oder Komponenten aus einer beliebigen der anderen nicht einschränkenden Ausführungsformen zu verwenden.Although the various non-limiting embodiments are illustrated as having specific components or steps, the embodiments of this disclosure are not limited to these particular combinations. It is possible to use some of the components or features from any of the non-limiting embodiments in combination with features or components from any of the other non-limiting embodiments.

Es versteht sich, dass gleiche Bezugszeichen einander entsprechende oder ähnliche Elemente in den mehreren Ansichten kennzeichnen. Es versteht sich, dass in diesen Ausführungsbeispielen zwar eine besondere Komponentenanordnung offenbart und veranschaulicht ist, andere Anordnungen aber ebenfalls von den Lehren dieser Offenbarung profitieren könnten.It will be understood that like reference numerals identify corresponding or similar elements throughout the multiple views. It should be understood that while a particular component arrangement is disclosed and illustrated in these embodiments, other arrangements could also benefit from the teachings of this disclosure.

Die vorhergehende Beschreibung soll als veranschaulichend und nicht in einschränkendem Sinne ausgelegt werden. Der Durchschnittsfachmann versteht, dass gewisse Modifikationen in den Umfang der vorliegenden Offenbarung fallen könnten. Aus diesen Gründen sollten die folgenden Patentansprüche genau gelesen werden, um den wahren Umfang und Inhalt dieser Offenbarung zu bestimmen.The foregoing description is intended to be construed as illustrative and not restrictive. One of ordinary skill in the art will understand that certain modifications could come within the scope of the present disclosure. For these reasons, the following claims should be read carefully to determine the true scope and content of this disclosure.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 63322766 [0001]

Claims

Method for assembling a traction battery pack, comprising: Assembling a variety of cell stacks; arranging the plurality of cell stacks side by side to provide a cell matrix; and Introducing the cell matrix into a cell compression opening in a housing shell of the traction battery pack.

Procedure according to Claim 1 , whereby the cell matrix is part of a cell-to-pack battery system of the traction battery pack.

Procedure according to Claim 1 or 2 , comprising, after insertion, applying a compressive force to the cell matrix via the cell compression opening.

A method according to any preceding claim, wherein assembling the plurality of cell stacks includes: Arranging each of the plurality of cell stacks within its own compression device.

A method according to any preceding claim, wherein assembling the plurality of cell stacks includes: Compressing a first cell stack of the plurality of cell stacks within a first compression device; and Compressing a second cell stack of the plurality of cell stacks within a second compression device.

Procedure according to Claim 5 , wherein arranging the plurality of cell stacks side by side includes: pressing the first cell stack relatively toward the second cell stack such that the first compression device contacts the second compression device.

Procedure according to Claim 6 , wherein inserting the cell matrix into the cell compression opening includes: applying a downward force to the cell matrix to move the cell matrix into the housing shell.

A method according to any one of the preceding claims, comprising, prior to insertion, compressing the plurality of cell stacks until adjacent compression means of the plurality of cell stacks contact each other and optionally, during placement, applying a compressive force to the plurality of cell stacks with a cell matrix connection assembly.

Method according to one of the preceding claims, comprising: during assembly, applying a first compressive force to each of the plurality of cell stacks; and during placement, applying a second compressive force to press the plurality of cell stacks relative to one another, and wherein optionally the second compressive force is exerted transversely to the first compressive force.

Procedure according to Claim 9 , comprising: during insertion, applying a downward force to the cell matrix, and optionally wherein the downward force is applied transversely to each of the first compressive force and the second compressive force.

Method for assembling a traction battery pack, comprising: Inserting a cell matrix of a cell-to-pack battery system into a cell compression opening of a housing shell of the traction battery pack using a top-down approach.

Procedure according to Claim 11 , comprising, prior to insertion: applying a first compressive force to compress a first cell stack of the cell matrix to a first desired length; and applying a second, first compressive force to compress a second cell stack of the cell matrix to a second desired length.

Procedure according to Claim 12 , comprising: arranging the first cell stack and the second cell stack next to each other while maintaining the first compressive force and the second, first compressive force.

Procedure according to Claim 13 , comprising: exerting a second compressive force to compress the first cell stack and the second cell stack, and optionally wherein the second compressive force is a smaller force than the first compressive force or the second, first compressive force.

Procedure according to Claim 14 , wherein the insertion includes: applying a downward force to move the cell matrix into the housing shell, and optionally wherein the downward force is applied transversely to each of the first compressive force, the second, first compressive force and the second compressive force .